2018 A/L Physics Past Paper · Question 31 (Tamil Medium)

Answer: (5) உரு (5)

வினா என்ன கேட்கிறது

எமக்குத் தெரிந்தவை: $X$ ஓய்வில் உள்ளது.

$Z$ வலப் பக்கமாக $v$ உடனும் $Y$ இடப் பக்கமாக $\frac{v}{2}$ உடனும் அசைகின்றன.

கண்டுபிடிக்க வேண்டியது: எண்ணெய்ப் படைகளின் வேகக் காவிகளைக் காட்டும் உரு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

சீராக அருவிக்கோட்டுப் பாய்ச்சலில் பாயும் பாய்மமொன்றின் வேகப் படித்திறன் ஓர் அலகாகவுள்ள இரண்டு படைகளுக்கு இடையே அலகுப் பரப்பளவு மீது தொழிற்படும் தொடலி விசையே அப்பாய்மத்தின் பிசுக்குமைக் குணகம் ஆகும் என வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது.

எனினும் இரண்டு திரவப் படைகளுக்கு இடையிலான உராய்வு விசையானது, படைகளிரண்டுக்கும் இடையிலான பொதுப்பரப்பளவு A மீதும், படைகளுக்கு இடையிலான சார் வேகத்தின் மீதும் தங்கியிருக்கும்.

ஒரு தட்டைத் தொடும் எண்ணெய்ப் படை அத்தட்டுடன் அதே வேகத்தில் அசைகிறது.

நிலையான நிலையில் ஒவ்வொரு படையிலும் தொடலி விசை ஒன்றே.

ஆகவே வேகப் படித்திறன் மாறிலி.

ஆகவே வேகம் தூரத்துடன் நேர்கோட்டில் மாறுகிறது.

தேவையான சமன்பாடுகள்

$F = -\eta A \frac{dv}{dx}$

$\frac{dv}{dx} = \text{மாறிலி}$

காரணம் / கணக்கீடு

அச்சுகள்.

நிலைக்குத்து: $Y$ இலிருந்து $X$ வரை உயரம்.

கிடை: படையின் வேகம். வலப் பக்கம் நேர்.

தட்டுகளில் வேகங்கள்:

$X$ இல் $0$.

$Z$ இல் $v$, வலப் பக்கம்.

$Y$ இல் $\frac{v}{2}$, இடப் பக்கம்.

இரண்டு பகுதிகள் உள்ளன.

$Z$ இற்கும் $X$ இற்கும் இடையிலான மேற்படை.

$Y$ இற்கும் $Z$ இற்கும் இடையிலான கீழ்ப்படை.

தட்டு $Z$ இல் நடத்தை மாறுகிறது.

மேற்படையில் வேகம் $X$ இல் $0$ இலிருந்து $Z$ இல் $v$ வரை நேர்கோட்டில் கூடுகிறது.

கீழ்ப்படையில் வேகம் $Z$ இல் $v$ இலிருந்து $Y$ இல் $\frac{v}{2}$ இடப் பக்கம் வரை நேர்கோட்டில் மாறுகிறது.

கீழ்ப்படையில் வேகம் எங்கே பூச்சியம்?

மொத்த மாற்றம் $v$ இலிருந்து $-\frac{v}{2}$ வரை, அதாவது $\frac{3v}{2}$.

ஆகவே $Z$ இலிருந்து மூன்றில் இரண்டு தூரத்தில் வேகம் பூச்சியம். அதற்குக் கீழே காவிகள் இடப் பக்கம் காட்டுகின்றன.

எதிர்பார்க்கும் உரு:

$X$ இல் காவி இல்லை.

கீழே செல்லச் செல்ல காவிகள் வலப் பக்கமாக நீள்கின்றன. $Z$ இல் அவை மிக நீளமானவை.

பின் அவை குறுகி $Y$ இற்கு அருகில் திசை மாறுகின்றன.

$Y$ இல் அவை $\frac{v}{2}$ உடன் இடப் பக்கம் காட்டுகின்றன.

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

உரு (5) மட்டுமே இதனுடன் பொருந்துகிறது.

$Z$ இல் மிக நீளமான காவி வலப் பக்கம். $Y$ இல் சிறிய காவி இடப் பக்கம்.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: உரு (1). $Y$ இல் வேகம் பூச்சியம்.

ஆனால் $Y$ இடப் பக்கமாக $\frac{v}{2}$ உடன் அசைகிறது.

ஆகவே இது பிழை.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: உரு (2). $Y$ இல் பெரிய வேகம் வலப் பக்கம்.

ஆனால் $Y$ இடப் பக்கமாக அசைகிறது.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: உரு (3). கீழ்ப்படையில் வேகம் நேர்கோட்டில் மாறுவதில்லை.

ஆனால் வேகப் படித்திறன் மாறிலி. ஆகவே அது $Z$ இல் $v$ இலிருந்து நேர்கோட்டில் மாற வேண்டும்.

இந்தத் தெரிவு கூறுவது: உரு (4). $Z$ இல் வேகம் இடப் பக்கம்.

ஆனால் $Z$ வலப் பக்கமாக அசைகிறது.

முடிவு

$X$ இல் $0$.

$Z$ இல் $v$, வலப் பக்கம்.

$Y$ இல் $\frac{v}{2}$, இடப் பக்கம்.

இடையே நேர்கோடுகள்.

விடை தெரிவு (5).

ஆராய்க

தட்டுகளிடையே பிசுக்கு எண்ணெய் நிரம்பியுள்ளது. $X$ ஓய்வில் உள்ளது.

$Z$ வலப் பக்கமாக $v$ உடன் இழுக்கப்படுகிறது. $Z$ இற்கு அண்மையிலுள்ள எண்ணெய்ப் படைகள் வேகமாக அசைகின்றன.

$Y$ இடப் பக்கமாக $\frac{v}{2}$ உடன் இழுக்கப்படுகிறது. $Z$ இற்குக் கீழே கதி நேர்கோட்டில் மாறுகிறது.

காவிகள் $X$ இலிருந்து $Z$ வரை நீள்கின்றன. பின் குறுகி இடப் பக்கம் திரும்புகின்றன. அது உரு (5).